Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

в горючих ископаемых, вследствие громадных объемов сжигания на промышленных предприятиях в атмосферу выбрасываются значительные их количества. Характеристики этого процесса не получены из-за трудностей, связанных с точной аналитической оценкой средних содержаний в топливе отдельной электростанции или котельной, а также по причине отсутствия представлений о химическом поведении этих соединений при сжигании. Однако, по ориентировочной оценке европейских специалистов, в суммарном объеме выброс от сжигания углей состоит из Ве, Sb, Мо, Sе, Zr, Со, Ав, Сг, Си, Мп, Сё, а от сжигания мазутов - из V, Со, Sе и Мо.

Описаны случаи массовых отравлений людей и животных, причиной которых были выбросы токсичных элементов при сжигании углей. Так, например, отравлением соединениями селена объясняют вспышки эпидемий в Китае, сопровождавшихся поражением нервной системы, выпадением волос, ногтей и высокой смертностью, а также массовую гибель рыб в озерах Техаса и тысяч птиц в Калифорнии. Отравления людей ртутью наблюдались вблизи некоторых электростанций в США и на Украине. Для подавляющего большинства опасных металлов определены и регламентированы (в России и других странах) ПДК в атмосфере и грунтовых водах.

Следует отметить, что токсичное действие ряда из перечисленных выше элементов проявляется только при содержании выше определенного уровня. С другой стороны, неблагоприятные последствия могут наблюдаться и в результате недостаточных их количеств, поступающих в организм. Например, отчетливые болезненные симптомы у людей и поражения копытных животных приписывают дефициту того же селена, так как при введении в пищевой рацион селената натрия наблюдалось выздоровление или заметное улучшение состояния.

Согласно экспериментальным данным, практически все количество ванадия в исходных нефтях при переработке переходит в тяжелые фракции, а в случае конверсии последних в моторные топлива - в кокс (поэтому и происходит концентрирование ванадия в коксе). В зависимости от состава и свойств коксов, они могут быть использованы в электродной промышленности в качестве восстановителей, а также как исходное сырье для сжигания. Так, например, в США ежегодно получают около 30 млн. т нефтяного кокса (с содержанием серы более 2 %), который обычно рассматривают как энергетическое топливо. Концентрация в коксе ванадия в несколько раз выше, чем в исходной нефти, следовательно, при сжигании подобных коксов возникают две взаимно связанные задачи:

а) снижение (или полное исключение) выброса в окружающую среду экологически опасных соединений ванадия;

б) возможность получения ванадия из отходов.

Решение этих двух задач во многом определяется пониманием химического поведения ванадия в указанных процессах.

Исходный нефтяной кокс удалось газифицировать в неподвижном слое смесью воздуха и водяного пара (при молярном соотношении 1:0,5 и температурах 885 °С и 935 °С); в течение опыта замеряли объемы и составы

газов. Составы исходного кокса и полученных твердых продуктов, отобранных через 15, 30 и 60 мин. после начала газификации (соответствующих 2 %, 28 % и 59 %-ным степеням реагирования углерода) исходного кокса. В исходном коксе содержалось (%): V - 0,46; Ni - 0,17; Ее -0,09; Са - 0,002; А1 - 0,005. Состав золы и газов, образовавшихся при газификации, представлен в табл. 4 и 5.

Таблица 4 - Химический состав газа после газификации кокса

Таблица 5 - Зональность и состав нефтяного кокса и продуктов его

Общее содержание ванадия в образцах определяли двумя методами с практически одинаковыми результатами. По первому методу обработку образцов проводили концентрированной азотной кислотой с последующим выщелачиванием водой и определением ванадия в растворе ААС. Второй метод заключался в сплавлении образцов с содой, последующем выщелачивании ванадия водой и определении его в виде ванадий-вольфрамофосфорной гетерополикислоты. Прямые же физико-химические методы (рентгенофазовый и ИКС) не могли быть применены для определения формы соединений ванадия из-за относительно низких его концентраций и в исходном коксе, и в продуктах его газификации. Подчеркнем еще раз необходимость и важность новых и новейших методов анализа (главным образом инструментальных) в определении качества и количества микроэлементов в нефтях и в продуктах нефтепереработки.

Глава 7

Экотоксикология соединений нефти

Во многие мудрости - многие печали.

Из Экклезиаста

Предприятия нефтяной отрасли при соответствующих условиях загрязняют окружающую среду множеством опасных веществ разной токсикологической значимости. В качестве загрязнителей, помимо собственных (природных) углеводородов и продуктов их (переработки, содержатся катализаторы, ПАВ, ингибиторы, щелочи и кислоты, вещества, образующиеся при химическом превращении нефтей и нефтепродуктов.

Углеводороды. Токсичность нефтепродуктов и выделяющихся газов определяется сочетанием углеводородов, входящих в их состав. Тяжелые бензины являются более токсичными по сравнению с Легкими, а токсичность смеси углеводородов выше токсичности ее отдельных компонентов. Значительно возрастает токсичность нефтепродуктов при переработке сернистых нефтей, наиболее вредной является комбинация углеводорода и сероводорода и проявляется она быстрее, чем при изолированной их действии. Влияние на организм углеводородов в сочетании с Н2S многообразно, прежде всего страдает центральная нервная система, поражается мозг как высший центр нервной системы.

ПАВ - поверхностно-активные вещества, применяемые при нефтедобыче, промывки емкостей и т. д.

Углеводороды влияют и на сердечно-сосудистую систему, а также на гемолитические показатели крови (снижается содержание гемоглобина и эритроцитов). Возможны поражение печени, нарушения в эндокринном аппарате организма. Действие паров газоконденсатов зависит от их состава, а нефть, бедная ароматическими углеводородами, приближается к бензинам. Пары сырой нефти малотоксичны, большее воздействие оказывает жидкая нефть на кожу, вызывая дерматиты и экземы.

Пары бензина проникают в организм человека через дыхательные пути или всасываясь в кровь из желудочно-кишечного тракта (через кожу слабо). В основе действия бензина на организм лежит его способность растворять жиры и липиды. Бензин поражает центральную нервную систему и кожные покровы, может вызывать (острые и хронические) отравления, иногда со смертельным исходом. Все виды бензина обладают более или менее выраженным действием на сердечно-сосудистую систему и на процессы обмена. Известно, что кора головного мозга влияет на деятельность всех органов и организма в целом, обеспечивая процесс приспособления его к условиям окружающей среды, а также тесное взаимодействие верх органов чувств. Раздражение рецепторов обонятельного анализатора вызывает возбуждение в коре головного мозга, которое, распространяясь, вовлекает в процесс центры органов зрения и слуха. При остром отравлении бензином